JPH02184878A - 電子写真複写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電子写真複写装置（静電複写装置を含む）に関
し、詳しくは、普通紙等へトナー像を転写した後感光体
（静電記録体を含む）表面の残留トナーを除去するクリ
ーニング部に磁気ブラシクリーニング装置を配した電子
写真複写装置に関する。

〔従来技術〕

電子写真複写装置は、第１図に表わしたように大まかに
いえば有機又は無機感光体１（これはドラム状に限らず
ベルト状であってもよい）の周囲に帯電チャージャ２、
光学系３、現像部４、転写チャージャ５、分離チャージ
ャ６及びクリーニング部７が配置されたものから構成さ
れている。転写チャージャ５は感光体１上のトナー像を
普通紙などの転写紙８に転写させるのに供され、分離チ
ャージャ６はトナー像を有した転写紙８を感光体１表面
から離なさせるのに供されるものである、なお図面中、
９は分離爪を示している。

ところで、静電荷像の顕像化には乾式現像方式、湿式現
像方式（半乾式現像方式を含む）のいずれかが採用され
ているが、複写物が乾いた状態で得られる上では前者が
有利であり、そうしたことから現在では乾式現像方式が
主流をなしている。

乾式現像方式は一成分型現像剤（トナーのみからなる）
を用いるもの、二成分系現像剤（キャリア及びトナーか
らなる）を用いるものに大別される。いずれにしても、
そうした現像剤により可視化されたトナー像は理想的に
はすべて転写紙に転写されるのが望ましいが、実際には
感光体上に転写しきれなかったトナーが残留するため、
この残留トナーをクリーニング装置で除去しなければな
らない。

残留トナー（未転写トナー）をクリーニングする方法と
しては（１）ファーブラシ、（２）ブレード、（３）磁
気ブラシなどによっているのが一般的である。だが、フ
ァーブラシ法はクリーニング装置が大型となるうえ、感
光体にフィルミングを発生させやすいといった嫌いがあ
る。また、ブレード法は感光体を傷っけやすい等の欠陥
がある。これらに対して、磁気ブラシ法によるクリーニ
ングは例えば特開昭５８−１０２２７３号公報などでも
検討されているが、前記（ＩＯ２）の有する欠陥は解消
されるものの、従来の磁気ブラシクリーニング装置では
長期に複写を続けていると。

特に現像部に収納されているクリーニングキャリアで、
感光体上にフィルミングを生じやすくなる。その結果、
感光体の残留電位（地肌部の）が上昇して、コピー画像
の地肌部が汚れ、コピー品質を著しく低下させる。また
、不均一なフィルミングが感光体上に生じる傾向にある
ため、画像もそのフィルミングに対応してムラのあるも
のとなりやすい。更に、フィルミング物質は光導電性で
ないので、フィルミングの進行と共に画像品質が低下し
てしまう。このようなフィルミングにムラがあると、特
にカラー画像をコピーする場合、そのムラが特に目立っ
てしまう。

〔目　　的〕

本発明は二成分系乾式現像剤を用い、磁気ブラシクリー
ニング部を配したものであって、残留トナーの除去が良
好に行なわれ、しかも感光体上にフィルミングが生じた
としてもそれを素早く除去し、安定して多数の良質コピ
ーが得られる電子写真複写装置を提供するものである。

〔構　　成〕

本発明は感光体上に静電荷像を形成せしめ、これを二成
分系現像剤で顕像化し、このトナー像を転写紙に転写し
た後、該感光体表面に残留したトナーを磁気ブラシクリ
ーニング部により除去せしめる電子写真複写装置におい
て、該磁気ブラシクリーニング部に収納されているクリ
ニングキャリアは研磨材粒子を分散したコート層を設け
てなることを特徴としている。

ちなみに、本発明者らは二成分系現像剤を用いた場合に
クリーニング部におけるクリーニングキャリアに研磨材
粒子を分散したコート層を設けることにより、その研磨
材粒子が感光体表面のフィルミング物質を良好にそぎ取
り、その結果、長期のクリーニングが行なえることを確
めた。また、コート層が削れにくくなる利点のあること
も確めた。本発明はそうしたことに基づいてなされたも
のである。

以下に、本発明装置を添付の図面（第１図）に従がいな
がら、複写プロセスとの関連において、さらに詳細に説
明する。

まず、感光体（無機系感光体、有機系感光体）１の表面
に帯電チャージャ２により正又は負帯電が一様に施こさ
れる。正帯電が負帯電がは感光体１の種類（性質）によ
り選択され、−例をあげれば感光体がＳｅ系のものであ
れば正帯電がなされる。これに光学系３により画像露光
が行なわれ静電荷像が形成され、この静電荷像は現像部
４で可視化される。

現像部４にはキャリア（磁性キャリア）及びトナーから
なる二成分系現像剤が収納されている。現像剤は磁石４
１１を内蔵した現像スリーブ４１上に保持され感光体１
の静電荷像を現像する。

現像がなされるごとに現像トナーのみが消費されるので
センサー４２により現像剤のトナー濃度を検知して常に
一定のトナー濃度となるように新規の現像トナーが供給
されるようになっている。４３は現像剤を攪拌するため
のパドルホイールである。なお、必要に応じて、現像ス
リーブ４１にはバイアスが印加されてよい。

可視像（トナー像）は転写チャージャ５により転写紙８
に転写され、その転写紙８は分離チャージャ６及び分離
爪９により感光体１から離されて定着工程へと送られる
。

先に触れたとおり、転写時に感光体１上に可視像を形成
しているトナーはそのすべてが転写紙８に転写されず、
一部が感光体１上に残留する。そして、この残留トナー
はクリーニング部７で除去される手段が採られている。

本発明装置におけるクリーニング部７は磁気ブラシクリ
ーニング法が採用されており、ここには磁性キャリアに
研磨材粒子を分散したコート層を設けたもの、即ちクリ
ーニングキャリアが収納されている。図示されていない
磁石を内蔵したクリーニングローラ７１には正又は負極
性の１００〜５００ｖ程度のバイアスが印加され、この
クリーニングローラ７１上にクリーニングキャリアが前
記磁石により保持されている。ここで、クリーニングロ
ーラ７１に印加されるバイアスの極性は二成分系現像剤
におけるトナーの極性と反対のものである。

残留トナーはクリーニングキャリアに静電的に吸着され
、クリーニングキャリアとともに汲み上げローラ７２か
ら７３へと移される。汲み上げローラ７３の後方にはク
リーニングローラ７１と同極性のバイアスが印加された
残留トナー回収ローラ７４が配置されており、この回収
ローラ７４に残留トナーのみが移される。回収ローラ７
４に印加されるバイアスはクリーニングローラに印加さ
れるバイアスより相対的に高めになっている方が望まし
く２００〜ｇｏｏｖ＜らいが適当である。

クリーニングキャリアは、残留トナーが汲み上げローラ
７３から回収ローラ７４に移された直後、汲み上げロー
ラ７３に接しているクリーニングスフレバー７５で掻き
とられ、再びクリーニングローラ７１表面に戻される。

一方、回収ローラ７４に移された残留トナーは、回収ロ
ーラ７４に接している回収ブレード７６で掻きとられ、
排出スクリュー７７によりクリーニング部７の外に取出
され、必要により、二成分系現像剤のトナーとして使用
される。回収ブレード７６により清浄とされた回収ロー
ラ７４は次の残留トナーの回収に供される。なお、クリ
ーニングローラ７１上に落下し再び残留トナーの回収に
寄与するように循環されるクリーニングキャリアには、
若干の残留トナーが含まれるのは止むを得ないが、その
残留トナー量は、高々２重量％の範囲である。

本発明の装置においてはこのような一連の複写工程及び
クリーニング工程のサイクルが繰り返えされるが、感光
体１が帯電チャージャ２で均一帯電される際には、その
感光体表面に残留トナーは存在せず、従って、感光体１
への均一の帯電が約束される。

本発明で用いられる研磨材の種類としては■窒化物、■
珪酸塩、■石灰質物質、■炭化物、■酸化物があげられ
、これらは単独で又は２種以上が併用されてよい。具体
的な研磨材は下記のとおりである。

■窒　化　物・・・窒化けい素。

■珪　酸　塩・・・けい酸アルミニウム、タルク（けい
酸マグネシウム）、マイカ、けい酸カル シウムなどであり、中でも、けい酸ア ルミニウムが好ましい。

■石灰質物質・・・炭酸カルシウム、石こうなど。

■炭　化　物・・・炭化けい素、炭化アルミニウム、炭
化タンタル、炭化チタン、炭化アルミニ ウム、炭化ジルコニウムなどであり。

中でも、炭化けい素、炭化ホウ素が好 ましい。

■酸　化　物・・・酸化セリウム、酸化クロム、酸化チ
タン、酸化アルミニウムなどであり、中 でも、酸化セリウムが好ましい。

これら研磨材の粒径は０．０５ｍμ〜１００μ好ましく
はＯ，１ｍμ〜５０μくらいが適当である。

また、研磨材粒子のクリーニングキャリアコート層中へ
の添加量は、クリーニングキャリアのコート樹脂の固形
分に対して０．５〜５０重量％、望ましくは１．０〜３
０重量％である。被覆層（クリーニングキャリアコート
層）の厚さは０．３〜２゜５μ好ましくは０．５〜２．
０μである。

本発明のクリーニングキャリアの一例を示せば次のとお
りである。即ち、本発明におけるクリーニングキャリア
はキャリア芯材の表面に例えば研磨材粒子を分散した低
表面エネルギー物質が被覆された形態のものである。こ
こでの芯材としては従来より知られている鉄、マグネタ
イト、フェライトなどが使用できる。この芯材の粒径は
１０−１０００μ好ましくは３０〜５００μくらいのも
のが適当である。

また、この芯材表面を被覆する前記の低表面エネルギー
物質としてはポリオレフィンを含む熱可塑性樹脂、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン
及びクロロスルホン化ポリエチレン；ポリビニル及びポ
リビニリデン、例えばポリスチレン、ポリメチルメタク
リレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテー
ト、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポ
リ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエ
ーテル及びポリビニルケトン；塩化ビニル−酢酸ビニル
共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体；シリコーン
樹脂；フロロカーボン、ポリテトラフルオロエチレン、
フッ化ポリビニル、フッ化ポリビニリデン、ポリクロロ
トリフルオロエチレン；ポリアミド樹脂；ポリエステル
（例えばポリエチレンテレフタレート）；ポリウレタン
；ポリカーボネート、アミノ樹脂（例えば尿素−ホルム
アルデヒド樹脂）；エポキシ樹脂等が挙げられる。

特に好ましいのはシリコーン樹脂、フッ素系樹脂である
。

ここでのシリコーン樹脂には、従来知られているいずれ
のシリコーン樹脂であってもよく、オルガノシロキサン
結合のみからなるストレートシリコンおよびアルキド、
ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどで変性したシリ
コーン樹脂などがあげられる。

（以下余白） （式中Ｒ１は水素原子、炭素原子数１〜４のアルキル基
またはフェニル基、Ｒ２およびＲ３はヒドロキシル基、
炭素原子１〜４のアルキル基、炭素原子数１〜４のアル
コキシル基、フェニル基、フェノキシ基、炭素原子数２
〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜４のアルケニルオ
キシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、エチレンオ
キサイド基、グリシジル基Ｓ ロキシル基、カルボキシル基、炭素原子数１〜４のアル
キル基、炭素原子数１〜４のアルコキシル基、炭素原子
数２〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜４のアルケニ
ルオキシ基、フェニル基、フェノキシ基である。ｋ、Ｑ
。

ｍ、ｎ、ｏ、ｐは１以上の整数を示す。）上記各置換基
は未置換のもののほか、例えばアミノ基、ヒドロキシル
基、カルボキシル基、メルカプト基、アルキル基、フェ
ニル基、エチレンオキシド基、グリシジル基、ハロゲン
原子のような置換基を有していてもよい。

例えば、市販品としてストレートシリコン樹脂は、信越
化学社製のＫＲ２７１、ＫＲ２５５、Ｋ　Ｒ２５１、ト
ーレシリコン社製の５Ｒ２４００，５Ｒ２４０６等があ
り、変性シリコーン樹脂は信越化学社製のＫＲ２０６（
アルキッド変性）、ＫＲ３０９３（アクリル変性）　、
Ｅ　５１００ＩＮ（エポキシ変性）、トーレシリコン社
製のＳ　Ｒ２１１５（エポキシ変性）、５Ｒ２１１０（
アルキッド変性）などがある。

また、ここでのフッ素樹脂にはポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンーヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）。

ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリ
ビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロ
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体（ＰＦＡ）などが例示でき、これらの他にフッ素樹脂
中に充填剤を分散させたものを用いることも可能である
。

低表面エネルギー物質中には導電性物質（ＴｉＯ□、Ｓ
ｎＯ□、カーボンブラックなど）や摩擦帯電付与物質に
ブロシン染料、アミノ基を有する化合物、金属錯塩染料
、サルチル酸金属塩、サリチル酸誘導体金属塩など）等
が添加されていてもよい。

これまでの説明は電子写真感光体を用いた装置について
行なってきたが、感光体の代りに静電記録体が用いられ
てもよいことは勿論である。

次に実施例及び比較例を示す。ここでの部は重量基準で
ある。

実施例に 成分系現像剤用キャリアとして平均粒子径約１００μの
鋼ビーズ（新来ブレーター社製マイクロショット５Ｆ−
１００）を用意した。

また、下記処方の混合物を２本ロール上で加熱下で混練
し冷却後、粉砕分級し、粒径５〜２０μの二成分系現像
剤用トナーをつくった。

ポリスチレン（エッソ社製Ｄ−１２５）　　　　　　　
　１００部カーボンブラック（三菱化成社製＃４４）　
　　　　　１０部これらキャリア１００部及びトナー３
．０部を混合して二成分系現像剤を調製した。なお、こ
の現像剤におけるブローオフ法によるトナーの帯電量（
Ｑ／Ｍ）は−２４μｃ／ｇであった。

一方、クリーニング用キャリアは 窒化ケイ素（ＳＮＥ−１０，宇部興産社製）１０部ケッ
チエンブラックＥＣ−ＤＪ５００ （ライオン・アクゾ社製） ５部 トルエン １５００部 からなる混合物をホモミキサーで３０分間分散し、これ
を粒径分布が４６〜７６μの不定形鉄粒（ＴＥＦＶ２０
０／３００）　５００部の表面に流動床型塗布装置を用
いて約０．９μ厚に被覆層を形成し、これをクリニング
キャリアとした。

これら二成分系現像剤、クリーニングキャリアを第１図
に示した複写装置（感光体にはセレン系感光体を使用し
て、感光体１の表面電位が＋　８００Ｖとなるように均
一帯電し、クリーニングローラ７１には＋２５０ｖのバ
イアス、回収ローラ７４には＋３００ｖのバイアスを印
加した）にセットし、１分間に３０枚の割合でコピーを
得るとともに現像部４で消費されるトナーの補給を行な
った。

このランニングテストの結果は表−１のとおりであった
。

（以下余白） 表−１ （注１）マクベス濃度計（ＲＤ−５１４）で画像の濃度
を測定室した。以下同じ。

（注２）表面電位計で感光体上の地肌部（原稿濃度０．
２）の電位を測定した。以下同じ。

実施例２ 二成分系現像剤用キャリアとして実施例１のもの（平均
粒子径約１００μの鋼ビーズ）を用意した。

また、下記処方の混合物を２本のロールミル上で加熱下
で混練し冷却後、粉砕分級し、粒径５〜２０μの二成分
系現像剤用トナーをつくった。

ポリスチレン（エッソ社製Ｄ−１２５）　　　　　　　
　１００部カーボンブラック（三菱化成社製＃４４）１
０部 これらキャリア１００部及びトナー３．０部とを混合し
て二成分系現像剤を調製した。この現像剤におけるＱ／
Ｍは２０μｃ／ｇと測定された。

一方、クリーニング用キャリアは、 窒化ケイ素（ＳＮＥ−１ｏ、宇部興産社製）２０部 からなるコーテイング液を調製し、回転円板型流動層粒
子コーティング装置に平均粒径６０μの酸化処理鉄粉（
ＴＥＦＶ　２００／３００）を５ｋｇ入れ流動させてい
るものに上記コーテイング液を８０℃の加熱下に散布し
、塗布を行なった塗布物をコーティング装置よりとり出
し恒温槽に入れ、３５０℃で２時間加熱し弗素膵の硬化
を行なわせることによりつくった。被覆層の厚さは約１
゜３μである。

これら二成分系現像剤、クリーニングキャリアを第１図
に示した複写装置（感光体には有機感光体を使用して、
感光体１の表面電位が一６００ｖとなるように均一帯電
し、クリーニングローラ７１には一２５０ｖのバイアス
、回収ローラ７４には−３００Ｖのバイアスを印加した
）にセットし、１分間に３０枚の割合でコピーを得ると
ともに現像部４で消費されるトナーの補給を行なった。

このランニングテストの結果は表−２のとおりであった
。

表−２ 実施例３ 実施例１及び実施例２で用いた研磨材をそれぞれ下記の
ものに代えた以外は実施例１及び２とまったく同様にし
て３６種のクリーニングキャリアを調製し、実施例１及
び２と同様なランニングテストを行なったところ、実施
例１及び２とほぼ同程度の特性を示した。

（３−１）　　粒径約１μの窒化珪素（ＳＮＥ−０２宇
部興産社製）（３−２）　　粒径約０．４μの窒化珪素
（ＳＮＥ−０２宇部興産社製）（３−５）　　粒径約４
４μのタルク（ＬＳＭ−１００富士タルク工業社製）（
３−７）　　粒径約１５μの石こう（ＦＴ−２日東石こ
う社製）（３−１０）径約１０μの石こう（Ｄ−２００
日東石こう社製）（３−１２）粒径約５μの炭化はう素 （３−１３）粒径約０．４μの窒化珪素（３−１４）粒
径約１８５μの炭化タンタル（３−１５）粒径約４〜５
μの酸化アルミニウム（Ａ３１日本軽金属社製） （３−１８）粒径約０．０２μの酸化チタン（日本アエ
ロジル社製）実施例４ 実施例１のクリーニングキャリアのコート液処方に更に
研磨材粒子として粒径約０．３μの炭化珪素β型ランダ
ム（イビデン社製）１０部を加えた以外は実施例１とま
ったく同様にしてクリーニングキャリアを調製し、実施
例１と同様なランニングテストを行なったところ、実施
例１とほぼ同程度の結果が得られた。

比較例 クリーニングキャリアのコート液処方中に研磨材粒子を
含有させなかった以外は実施例１又は２と同様にしてク
リーニングキャリアを調製し、実施例１及び２と同様な
ランニングテストを行なったところ、コピー画像濃度は
スタート時１．２８．５００枚目０．５と低下し、また
、感光体上の表面電位はスタート時１００■、５００枚
目２２０■となってしまった。

〔効　　果〕

実施例の記載から明らかなように、本発明の被写装置に
よれば、クリーニングキャリアコート層中に研磨材粒子
が含有されているため、感光体上のフィルミングはかき
取られ、地肌部が残留電位を上昇させないため、１０万
枚の複写においても画像汚れがなく、高品質のコピーが
得られる。また、クリーニング後の感光体表面には目視
により極めて綺麗であるのが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子写真複写装置の概略図である
。第２図は第１図に示したのとは若干具なるクリーニン
グ部の他の例の概略図である。 １・・・感光体　　　　　　　　　　２・・・帯電チャ
ージャ３・・・光学系　　　　　　　　　　４・・・現
像部５・・・転写チャージャ　　　　　　６・・・分離
チャージャ７・・・クリーニング部　　　　　　８・・
・転写紙９・・・分離爪　　　　　　　　　　４１・・
・現像スリーブ４１・・・磁石 ４３・・・パドルホイール ７２．７３・・・汲み上げローラ ７５・・・クリーニングスフレバー ７７・・・排出スクリュー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、感光体上に静電荷像を形成せしめ、これを二成分系
   現像剤で顕像化し、このトナー像を転写紙に転写した後
   、該感光体表面に残留したトナーを磁気ブラシクリーニ
   ング部により除去せしめる電子写真複写装置において、
   該磁気ブラシクリーニング部に収納されているクリーニ
   ングキャリアは研磨材粒子を分散したコート層を設けて
   なることを特徴とする電子写真複写装置。